[发明专利]一种掺杂炭化ZIF‑8多孔材料的铅炭电池正极的制备方法

摘要

一种掺杂炭化ZIF‑8多孔材料的铅炭电池正极的制备方法，属于铅炭电池正极材料技术领域。将具有高比表面积、高导电性、高电容和有序分布的孔结构的炭化ZIF‑8材料掺于铅炭电池正极时，不仅提高了铅炭电池的充电接受能力和循环性能，且提高了电解液向正极活性物质的扩散量和均匀性，抑制了电池的PCL(早期容量损失)现象，有效提高了铅炭电池的整体性能。

主权项

一种掺杂炭化ZIF‑8多孔材料的铅炭电池正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)磁力搅拌条件下，将Zn(NO3)2·6H2O溶于无水甲醇中，待其完全溶解后加入有机配体2‑甲基咪唑，至形成悬浊液后继续磁力搅拌0.5～1h；其中m(Zn(NO3)2·6H2O)：v(无水甲醇)：m(2‑甲基咪唑)＝(7～10)g：(700～1000)ml：(9～13)g。待悬浊液：陈化24～40h后倒去上清液，将下层悬浊液在6000～9000rad/min转速下洗涤3～5次得到白色膏状物；将得到的膏状物先于60～80℃的鼓风干燥箱中干燥8～12h，后于100～120℃的真空干燥箱中继续干燥5～8h，制得前驱体ZIF‑8；(2)将步骤(1)制得的前驱体ZIF‑8于研钵中研磨15～30min至呈均匀粉体；然后在氮气或氩气气氛中，以2～5℃/min的升温速率，升温于700～1200℃下并保温5～10h，即经管式炉退火得到炭化ZIF‑8多孔材料；(3)将步骤(2)制得的炭化ZIF‑8利用0.1～0.3mol/L的HCl或HNO3洗涤3～5次，得到黑色沉淀物；将沉淀物于50～80℃的鼓风干燥箱中干燥6～10h，得到所需的多孔炭材料；(4)将商业化正极铅粉与步骤(3)中所得多孔炭材料按质量比(49～199)：1于球磨机中研磨混合5～8h，即得到铅炭电池正极材料；(5)将步骤(4)所得铅炭电池正极材料与去离子水和密度为1.4g/cm3的硫酸溶液混合均匀后得到预涂铅膏，其中正极材料:离子水:硫酸溶液的质量比＝100：(15～17)：(7～9)，将铅膏均匀压制在板栅的栅格里制成生极板；生极板经干燥、化成和活化工步后得到铅炭电池所用的正极板。